大型重載事故船倒拖進港及靠泊操縱實例

◎ 蔣志豪 廈門港引航站

2010年5月9日，滿載三萬多噸貨物的“吉友”（J.FRIEND）輪在東山附近海域發(fā)生碰撞，導(dǎo)致艏樓嚴重受損和貨艙進水，經(jīng)過緊急應(yīng)急處置后，由廣州救撈局“穗救201”輪拖帶，于2010年6月12日抵達廈門港主航道九節(jié)礁北側(cè)二號錨地，再由廈門港港作拖輪換拖進港靠招銀碼頭5號泊位進行搶卸。本人主持拖帶方案制定，作為主引將該事故船舶安全拖帶進港并平穩(wěn)靠妥碼頭。以下是本次拖帶操縱的總結(jié)和體會，供類似的拖帶作業(yè)參考。

1.事故及船舶概況

“ 吉友”輪是一艘服役26年的散雜貨船，船長177.5 m、寬29.5 m，夏季平吃水10.663 m，DWT35493MT、GT21456、NT11985。碰撞后首尖艙、第一貨艙嚴重破損大量進水，錨機、艏纜機損壞，雙錨無法使用。抵達廈門港外時艏吃水為9.7米，尾吃水9.5米。因首尖艙和第一貨艙均進水，如果船正常前進時則第二貨艙前壁將承受較大的水壓力；若第二貨艙再進水，則船舶有沉沒的可能。為增加浮力和防止意外，在船首第一艙左右安裝一對直徑為8米的800噸級浮筒[1]。經(jīng)過多方比對論證，為確保整個拖帶過程船舶處于安全狀態(tài)，決定采取倒拖進港方案。

2.航道、碼頭與潮汐基本情況

2.1 廈門港主航道

廈門港十萬噸級航道主航道全長約34.8km，從0號燈浮到28號燈浮，航道通航水深為13.6m，11號燈浮至19號燈浮航道寬度從600米逐漸減小到300m，過22A燈浮后左拐進入漳州招銀航道，航程5.3km。其中招銀2號泊位以東航段為7萬噸級集裝箱船單線乘潮通航航道，航道通航寬度200m，通航水深11.6m；招銀2號泊位以西至9號泊位航段滿足7萬噸級散貨船單線乘潮通航，航道通航寬度190 m，通航水深11.6m。

2.2 助航設(shè)施

廈門港主航道九節(jié)礁燈標是進入廈門灣的主要標志之一，是進出港V TS報告點，青嶼開始往進港航道到招銀航道兩側(cè)布置左右側(cè)燈浮，但不是規(guī)律對稱，間距從0.7-1.8海里之間；青嶼、招銀南炮臺均有燈塔；鼓浪嶼上的日光巖是也明顯導(dǎo)航標志。

2.3 招銀碼頭概況

招銀碼頭位于廈門灣南岸，九龍江出?？冢敃r碼頭建成投產(chǎn)8個泊位，其中：10萬噸級及以上泊位3個，5萬噸級泊位4個，3.5萬噸級泊位1個，岸線總長度1770米。招銀碼頭從東向西分別為1至8號泊位，本次安排靠泊的位于西側(cè)的5號散雜貨泊位，5號泊位長205米，碼頭前沿停泊水深12.0米，掉頭區(qū)短軸長400米，5號泊位西側(cè)為海達渡輪碼頭，水深較淺，靠泊時船位不能超過5號泊位西側(cè)。

2.4 潮汐與潮流

廈門灣潮汐型態(tài)系數(shù)K=（H01+HK1）/HM2在0.33～0.34之間，屬正規(guī)半日潮，海流的流向與岸線走向基本一致，呈往復(fù)流特征，漲、落潮流的主流向為WNW～ESE。漲、落潮最大流速出現(xiàn)在低平潮后、高平潮前2.5～3.0小時。招銀碼頭位于九龍江口，落潮流比漲潮流急，實際漲落潮時間比潮汐表表列時間遲半小時到四十五分鐘，在雨季洪水爆發(fā)后落潮時間比潮汐表表列時間推遲更多，落潮流速也更大。青嶼至19號燈浮漲潮時流向大致與航道一致，招銀支航道則順著航道約成45°的夾角，且流速大。2010年6月13日潮汐為高潮潮時0056和1238，高潮潮高分別為571cm和535cm，低潮潮時為0652和1900，低潮潮高分別為169cm和22cm。

2.5 廈門港風(fēng)浪

廈門港春、夏兩季以SE向風(fēng)為主，秋、冬兩季以NE向風(fēng)為主，每年5-6月常有較強的NE或SW向風(fēng)，平均風(fēng)力3-4級，最大5-6級，瞬時極大風(fēng)力可達7-8級。本次拖帶正值6月份，除了雷暴雨天氣和臺風(fēng)外風(fēng)浪較小。

3.拖帶方案

3.1 拖輪基本資料及配置情況

3.1.1 拖輪基本信息

拖帶使用的拖輪基本信息如表1所示。

表1 拖輪基本資料

3.1.2 拖帶方式與拖輪配置

因碰撞導(dǎo)致艏樓變形，首尖艙破損進水，為了拖帶過程安全，本次倒拖采取吊拖方式，由“廈港拖5”號帶在正船尾作為主拖，拖纜長度約120米，“漳招2”號和“漳招1”號分別帶在駕駛臺前左右側(cè)，“廈港拖3”號帶在左首部位置。拖輪配置如圖1所示。

圖1 拖輪配置圖

3.2 航跡帶寬度計算

根據(jù)《海港總體設(shè)計規(guī)范》[2]，單向航行時，航道寬度W等于航跡帶寬度A與船舶與航道底邊的富裕寬度c之和（見圖2），即：

圖2 航跡帶寬度示意圖

單線航道：W=A+2c；雙線航道：W=2A+b+2c

A：航跡帶寬度（m）；c：船舶與航道底邊間的富裕寬度（m）；D0：通航水深（m）；1:m：邊坡。

3.2.1 航跡帶寬度

船舶在航道中航行時，由于受自然條件、航道斷面型式、船舶特征和人為因素的影響，為保持航向，其航行軌跡在沿著航道中心線左右偏蕩，呈蛇形運動前進所占用的水面寬度為航跡帶寬度。在不同的風(fēng)流條件下，航跡帶寬度A與船舶偏航投影寬度L×sinγ+B有一定的相關(guān)倍數(shù)，稱為船舶漂移倍數(shù)n，航跡帶寬度A的計算公式如下：

A=n（L×sinγ+B）

式中：n-船舶漂移的倍數(shù)，取值見表2；γ-風(fēng)流壓偏角（°）；L-設(shè)計船長（m）；B-設(shè)計船寬（m）。

表2 漂移倍數(shù) n 和風(fēng)流壓偏角γ值

3.2.2 船舶與航道底邊間的富裕寬度

船舶與航道底邊間的富裕寬度c是指船舶在航道中以蛇行航跡前進時，航跡帶外側(cè)與邊坡底邊線的最小安全距離。富裕寬度按表3取值。

表3 船舶與航道底邊間的富裕寬度

根據(jù)拖帶船舶尺度特點，按照《海港總體設(shè)計規(guī)范》，拖帶船舶單向航行所需航道有效寬度計算（見表4）。

表4 拖帶所需航道寬度計算表

經(jīng)核算，本次拖帶船隊所需通航寬度為180.5m，拖帶船組所經(jīng)過廈門港主航道和招銀航道航段最窄處通航寬度為200m，能滿足拖帶船舶對通航寬度的要求。

3.3 拖帶阻力計算

根據(jù)中國船級社《海上拖帶指南2011》[4]，估算海上拖帶總阻力經(jīng)驗公式：

其中Rt為總阻力；Rf為被拖船摩擦阻力；Rb為被拖船剩余阻力；Rf為拖輪的摩擦阻力；Rbt為拖輪的剩余阻力。

3.3.1 “吉友”輪阻力估算

拖航速度（對水）取5節(jié)，主要是綜合考慮天氣條件、航道條件、拖航阻力、拖輪儲備功率、拖帶長度、拖輪張力等因素[3]，以達到拖帶過程中既能利用拖輪進行保向又能有效減少偏蕩?！凹选陛喿枇浪阋姳?。

表5 “吉友”輪阻力估算

3.3.2 拖輪阻力估算

“廈港拖5”號輪阻力估算見表6。

表6 “廈港拖5”號阻力估算

3.3.3 本次拖帶船隊總阻力估算

拖帶船隊總阻力估算見表7。

表7 海上拖航總阻力估算

3.3.4 其他阻力

上述估算的總阻力沒有包含以下阻力：①空氣阻力即風(fēng)阻力，港內(nèi)拖帶作業(yè)通常風(fēng)力選擇小于五級。根據(jù)陳鶴鳴老師的文章《海上拖航阻力及航速計算》[5]風(fēng)速7m/s時拖輪（船長95m寬15.2m型深7.5m）和被拖船F(xiàn)PSO（船長260 m寬4 6m型深24.6m）的風(fēng)阻力分別為7.41KN和51.56KN，而本次拖帶尺度都更小，風(fēng)阻相應(yīng)也更小；②為了增加浮力而固定在船舷兩側(cè)的兩個浮筒產(chǎn)生的阻力。兩個浮筒浸沒面積約30m3，產(chǎn)生的阻力較??；③因倒拖船舶流線型改變而增加的阻力。航速較低時由此產(chǎn)生的阻力影響有限；④拖纜阻力，針對大型海洋結(jié)構(gòu)的遠距離拖航來說，拖纜阻力可以達到拖航總阻力的10%以上，而對港內(nèi)拖帶而言，拖輪阻力相對小些，因此拖纜的阻力對拖帶影響有限。

3.3.5 主拖輪拖力

“廈港拖5”號功率為5500 馬力，系柱拖力為68噸。根據(jù)上述估算拖帶總阻力約35噸，鑒于“廈港拖5”號的系柱拖力達68噸，“吉友”輪兩側(cè)還有兩艘拖輪帶好纜協(xié)助，因此本次拖輪配備可以滿足在風(fēng)力五級以下、拖帶速度5節(jié)左右拖輪功率的要求并有相當?shù)母辉Ａ俊?/p>

4.計劃拖帶航線

拖帶從九節(jié)礁附近主航道北側(cè)二號錨地換拖，海上遠洋拖輪解拖，港作拖輪接拖后拖帶進港，拖帶航線節(jié)點如表8所示，拖帶航線示意圖見圖3。

圖3 拖帶航線示意圖

表8 拖帶航線節(jié)點

5.實際船隊拖帶操縱

在九節(jié)礁北側(cè)的2號錨地對拖帶船進行換拖，解掉原拖船“穗救201”輪改由“廈港拖5”號作為主拖，1030開始倒拖進港。在進入青嶼之前將船位擺在航道中間位置，沿著廈門港主航道經(jīng)15號、19號燈浮進港，過22燈浮后逐漸轉(zhuǎn)入招銀航道，經(jīng)過404號燈浮后向左調(diào)整航向往招銀5號泊位。因為重載，又是倒拖，船舶流線型較差，拖帶過程中船舶偏蕩較為嚴重，為了克服偏蕩，令“廈港拖3”號適當?shù)管?，同時令“廈港拖5”號適當加車，使“廈港拖3”號、“廈港拖5”號和“吉友”輪盡量能成一線。此外還提早通過“漳招1”號和“漳招2”號的頂推和拖纜吃力協(xié)助控制偏蕩。船隊拖帶過程船舶的航向穩(wěn)定性極差，故必須及早通知“漳招1”號和“漳招2”號的頂推或拖纜吃力，提前量要大，以保證航行在計劃航線上。轉(zhuǎn)向應(yīng)小角度逐漸轉(zhuǎn)，在主拖逐漸轉(zhuǎn)向的同時由“漳招1”號拖纜吃力協(xié)助左轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)向時不能轉(zhuǎn)過頭。船速（對水）的控制是通過主拖的減速和“廈港拖3”號、“漳招1”號、“漳招2”號的倒車制速，這三艘拖輪馬力足夠大，拖帶時機選擇避開了急流時段，雖然是順流，流速也小于1節(jié)，因此完全能控制住船速，在拖帶過程中只需使用“廈港拖3”號制速就能達到預(yù)期減速效果，整個拖帶過程船速控制在5節(jié)以下，在抵達泊位時速度應(yīng)小于1節(jié)。

6.靠泊操縱

因船艏錨機和纜機均不能正常使用，故靠泊時必須艏先靠上碼頭并帶上所有艏纜后船位再慢慢后溜使艏纜均衡吃力。為了增加浮力，保證船舶漂浮狀態(tài)而布置的艏部浮筒不能解除，靠泊時應(yīng)避免尾部先靠上損壞車舵。約1400船到泊位外檔解掉“漳招1”號，此時已經(jīng)開始退水，通過主拖就可以控制船舶在泊位對開的位置，并讓“廈港拖5”號適當向碼頭外側(cè)調(diào)整，“漳招1”號保持頂推，通過調(diào)整“廈港拖3”號和“廈港拖5”號的力度即可控制首尾與碼頭的夾角及船舶橫移速度。如圖4所示。

圖4 “吉友”輪靠泊拖輪配置圖

7.難點和體會

（1）船舶重載慣性大，又是倒拖，容易偏蕩，主拖在拖帶中和轉(zhuǎn)向時不能轉(zhuǎn)的過多，提前量要大，相當于早做舵早回舵。一旦發(fā)現(xiàn)偏蕩，盡早通過“吉友”輪駕駛臺兩側(cè)的拖輪“漳招1”號和“漳招2”號的頂推和后拽予以克服。

（2）拖帶速度慢，要注意流壓影響，提前將船擺在上流的位置，保持與燈浮留有安全距離。

（3）拖帶速度（對水）宜控制在5節(jié)以下，既能保持拖帶過程中的航向穩(wěn)定性，又能及時克服偏蕩；在靠泊余速（對地）控制在1節(jié)左右，這樣易于將船控制在泊位外檔；靠泊橫距一個船寬左右橫移速度（對地）要盡可能緩慢。

（4）注意船首浮筒對靠泊和系纜的影響，靠泊時不能讓浮筒卡住碼頭護墊，艏倒纜不能太早松出。

（5）充分考慮艏纜車不能工作，纜繩需要通過人力來拉，因此船位先往前靠，帶上所有艏纜后再緩慢往后移。

（6）多艘拖輪協(xié)助作業(yè)，一定要非常明確各艘拖輪所在位置，保持通訊通暢，口令要簡潔明了。

（7）應(yīng)提前申請拖帶交通管制，避免在拖帶過程中與其他船舶會遇，航道上航行的其他船舶盡早讓出航道。

（8）由于被拖船吃水較大，拖纜無需太長就能滿足最小俯角小于15°的要求，為了拖纜受力安全，應(yīng)適當增加拖纜長度。

（9）拖帶速度慢，受風(fēng)流特別是流的影響較為明顯，宜控制在高低平潮前后緩流時段進入招銀航道。

8.結(jié)語

港內(nèi)拖帶作業(yè)，要根據(jù)被拖船的具體情況，詳細分析，綜合考慮航道、天氣、潮流潮汐等因素，制定出科學(xué)、安全可行的拖帶方案。在實施過程中運用良好船藝，謹慎操作，轉(zhuǎn)向宜多次小角度，提前抑制偏蕩，確保拖帶船隊在航道內(nèi)。靠泊時要注意船舷外突出浮筒的影響，保正靠泊時船舶和碼頭的安全。